第02讲 原电池、化学电源（专项训练）（黑吉辽蒙专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦原电池原理及应用，通过基础-重难-真题三级演练，系统覆盖传统与新型电池，以题载理，强化科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|12题，含原电池原理、一次/二次电池等考向|基础原理应用，电极反应与离子移动分析|从原电池基本原理到一次/二次电池、燃料电池、新型电池，层层递进| |重难·创新演练|10题，涉及双液原电池、微生物电池等|综合应用与创新情境，如暖贴原理、浓差电池|结合实际情境深化原理理解，培养问题解决能力| |真题·实战演练|11题，含2026湖南卷等高考真题|高考高频考点，如电化学计算、新型电池应用|对接高考命题趋势，强化应试能力与科学态度|

第02讲 铁、铜及其化合物（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 考查原电池原理与应用 考向02 考查一次电池和二次电池 考向03 考查燃料电池 考向04 考查新型电池 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查原电池原理与应用 1．【考查原电池原理】下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。 下列叙述中正确的是 (　　) A．甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转 B．甲组操作时，溶液颜色变浅 C．乙组操作时，C2做正极 D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－ 【答案】D 【解析】A.装置Ⅰ中的反应，AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作，电流计(G)指针不会发生偏转，A错误； B.当加入适量浓盐酸时，AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O平衡向右移动，由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深。B错误； C.装置Ⅱ构成原电池，向装置ⅡB烧杯中加入NaOH溶液中，烧杯B为负极：AsO－2e－＋2H2O===AsO＋2H＋，电子沿导线到C1棒，烧杯A为正极：I2＋2e－===2I－，所以C2为负极，C1为正极，C错误。 D.C1为正极：I2＋2e－===2I－ ，D正确。 故答案选D 2．【根据原电池原理分析电极反应及现象】（2024——2025高三上·黑龙江牡丹江·9月月考）全钒电池以惰性材料作电极，电解质溶液显酸性，电池总反应为V（黄色）＋V2＋（紫色）＋2H＋VO2＋（蓝色）＋H2O＋V3＋（绿色）。下列说法错误的是（　　） A.正极反应为V＋2H＋＋e－VO2＋＋H2O B.负极附近的溶液由紫色逐渐变为绿色 C.每生成1 mol H2O转移电子的物质的量为 0.5 mol D.放电过程中溶液的pH逐渐增大 【答案】C 【解析】　由题图和电池总反应V＋V2＋＋2H＋VO2＋＋H2O＋V3＋可知，正极反应为V＋2H＋＋e－VO2＋＋H2O，负极反应为V2＋－e－V3＋，所以负极附近溶液的颜色由紫色逐渐变为绿色，A、B项正确。 C.由电极反应V＋2H＋＋e－VO2＋＋H2O可知，反应每生成1 mol H2O转移电子的物质的量为1 mol，C项错误。 D.由电池总反应可知，放电过程中H＋不断被消耗，所以溶液的pH逐渐增大，D项正确。 故答案选C 3.【考查双液原电池】（2025·辽宁·一模）学习小组设计如图所示装置探究原电池工作原理。下列叙述正确的是(　　) A.外电路中电流由铜电极流向银电极 B.正极发生的反应为Ag++e-===Ag C.放电时盐桥中的K+进入Cu(NO3)2溶液 D.放电过程中取出盐桥原电池仍继续工作 【答案】B 【解析】Cu比Ag活泼，Ag电极为正极，Ag电极的电极反应式为Ag++e-===Ag，Cu电极为负极，Cu电极的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+，外电路中电流由正极(Ag电极)流向负极(Cu电极)，A错误，B正确；放电时盐桥中的K+向正极区移动，进入AgNO3溶液，C错误；放电过程中取出盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能继续工作，D错误。 故答案选B 考向02 考查一次电池和二次电池 4．【考查一次电池——碱性锌锰电池】（2026·吉林长春·高三上一模）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是( ) A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向正极移动 C．隔膜可以防止电池短路 D．反应中每生成1molMnO(OH)，转移电子数为 【答案】C 【解析】电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。根据总反应Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。，可知负极锌失电子生成氢氧化锌，正极二氧化锰得电子生成MnO(OH)。 A项， 电池工作时，正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，故A错误； B项，电池工作时，阳离子移向正极，OH-向负极移动，故B错误； C项，隔膜位于电池的正极和负极之间，其主要功能是将正负极分开，防止电流直接通过正负极进行循环，故C正确； D项，正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，每生成1molMnO(OH)，转移电子数为，故D错误； 故选C。 5．【新型二次电池】（2025高一上·辽宁沈阳·期末考试）我国科学家开发了一种新型二次电池，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．放电时，Zn为负极，发生氧化反应 B．放电时，从Zn电极一侧移向多孔碳电极一侧 C．充电时，阳极发生的电极反应为 D．充电一段时间后阴极室溶液碱性减弱 【答案】D 【分析】由电池装置图可知，放电时Zn为负极，失去电子，形成，多孔碳为正极；充电时Zn为阴极，多孔碳为阳极。 【解析】A．放电时Zn为负极，失去电子，形成，A正确； B．放电时，钾离子由Zn极(负极)移向多孔碳电极(正极)，B正确； C．充电时，多孔碳电极作阳极，失去电子，电极反应为，C正确； D．充电时，Zn作阴极，生成氢氧根离子，电极反应式为：，溶液碱性变强，D错误； 故选D。 6．【新型二次电池】（2025·吉林省长春市十一中·一模）光照条件下，电极M(石墨烯产生电子和空穴，充电过程还兼具制备的作用，充电、放电过程中物质的转化关系如图；双极膜界面内水分子解离为，，移向电池两侧电解质中。下列说法错误的是 A．放电时，电极M电势高于电极N B．放电时，双极膜内穿过双极膜移向乙池 C．充电时阴极反应： D．充电时，每生成1.3 g Zn，理论上外电路中转移0.04 mol电子 【答案】B 【分析】由“充电过程还兼具制备的作用”可知，充电时，电极M为阳极，N极为阴极；放电时，N极Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，失电子发生氧化反应，则N极为负极，M极为正极。 【解析】A.放电时，N极为负极，M极为正极，故放电时电极M电势高于电极N，A正确； B.放电时，作为阳离子的穿过双极膜移向正极，即移向甲池，B错误； C.充电时阴极得电子还原为Zn，电极反应式为：，C正确； D.充电时，每生成，理论上转移0.04 mol电子，D正确； 故选B。 考向03 考查燃料电池 7．【硼氢燃料电池】（2025·辽宁实验中学·一模）一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为BH＋2O2===BO＋2H2O。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．电子由Pt电极经外电路、石墨电极、NaOH溶液回到Pt电极 B．负极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O C．OH－透过阴离子交换膜向石墨电极迁移 D．外电路通过0.4 mol电子时，有2.24 L O2在石墨电极上参与反应 【答案】B 【解析】A.在外电路中，电子由负极Pt电极经导线流向正极石墨电极，而在内电路中离子定向移动，电子不能进入到电解质溶液中，A错误； B.依据装置图可知Pt电极为负极，负极上BH失去电子被氧化变为BO，由于电解质溶液显碱性，含有大量的OH－，故负极的电极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O，B正确； C.溶液中的阴离子OH－应该向正电荷较多的负极(Pt)迁移，C错误； D.没有指明反应条件是否是“标准状况”，因此不能进行有关计算，D错误。 故答案选B 8.【酸性介质乙醇燃料电池】（2026·辽宁鞍山市普通高中·三模）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．离子交换膜X为质子交换膜，质子从石墨电极移向Pt电极 B．C2H5OH在Pt电极发生还原反应 C．正极区反应为4+12e-+16H+=4NO+8H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3 D．若Pt电极生成2.24LCO2，电路中转移电子数为0.6NA 【答案】C 【解析】A.负极区生成的H+通过离子交换膜X迁移到正极区参与反应，所以离子交换膜X为质子交换膜，质子从Pt电极移向石墨电极，A错误； B.由图示原电池可知，Pt电极为负极，C2H5OH发生氧化反应，B错误； C.石墨电极为正极，发生还原反应，电极反应为，，C正确； D.没有注明温度和压强，无法通过气体体积来计算气体的物质的量，所以也不能计算转移的电子数，D错误。 故选C。 9. 【熔融碳酸盐燃料电池】（2026·北京·三模）一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法错误的是 A．电池工作时，电极A的电势低于电极B的电势 B．电池工作时，向电极A移动 C．电极A上发生的电极反应为 D．常温下，提高、、、的流速，可输出更多电能 【答案】D 【分析】根据图示，放电时，电极A上CO、H2失电子发生氧化反应生成CO2和水，A是负极；电极B上氧气得电子发生还原反应结合二氧化碳生成碳酸根离子，B是正极。 【解析】A.电池工作时，电极A是负极、B是正极，A极电势低于电极B的电势，故A正确； B.电池工作时，电极A是负极、B是正极，向电极A移动，故B正确； C.电极A上CO、H2失电子发生氧化反应生成CO2和水，发生的电极反应为，故C正确； D.该电池的电解质是熔融盐，常温下，该电池无法工作，故D错误； 故选D。 考向04 考查新型化学电源 10．【考查锂离子可充电电池】（24-25高三上·黑龙江省鹤岗市一中·期中）一种Al-LiFePO4高容量固态电池的结构如图所示，锂离子可自由通过锂离子导体膜。下列说法错误的是( ) A．充电时，A极为阴极，发生还原反应 B．放电时，Li+从左侧通过导体膜向右侧移动，被B极吸附 C．放电时，左室中电解质的质量会增大 D．为了提高电池效率，可用盐酸做电解液 【答案】D 【解析】放电时金属Al为负极，Al失电子发生氧化反应，B极Li1-xFePO4转化为LiFePO4，Fe元素化合价降低，B极为正极，Li+向正极移动，阴离子无法通过锂离子导体膜。充电时A极连接电源负极，为阴极，发生还原反应。Al为活泼金属，可与盐酸反应，因此不能用盐酸作电解液。 A项，充电时A极连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A正确； B项，放电时为原电池，阳离子向正极移动，B为正极，Li+从左侧通过导体膜向右侧移动，参与正极反应被B极吸附，B正确； C项，放电时左室Al失电子生成Al3+进入电解质，为平衡电荷，等电荷量的Li+从左室迁移到右室，Al的摩尔质量大于3倍Li的摩尔质量，因此左室电解质质量增大，C正确； D项，盐酸可与Al电极发生反应，且H+会优先得电子生成氢气，降低电池效率，不可用盐酸做电解液，D错误； 故选D。 11．【锂电池】锂-空气可充电电池具有超高比容量。该电池放电过程如下图所示，其中固体电解质允许Li+通过。下列说法不正确的是 A．充电时Ⅱ接电源正极 B．放电时的正极反应为： C．固体电解质中混有水容易对负极造成腐蚀 D．充电时，每转移1mol电子，理论上阴极材料增重7g 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，Li作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，氧气所在电极为正极，充电时，Li作阴极，氧气所在电极为阳极，据此作答。 【解析】A.充电时氧气所在电极为阳极，Ⅱ接电源正极，故A正确； B.放电时锂和氧气反应生成Li2O2，正极反应为：，故B错误； C.Li可以和水反应，固体电解质中混有水容易对负极造成腐蚀，故C正确； D.充电时，Li作阴极，与外接电源的负极相连，发生反应为Li++e-=Li，充电时，每转移1mol电子，生成1molLi，理论上阴极材料增重7g，故D正确； 故选B。 12.【双阴极微生物燃料电池】（2023·辽宁·一模）一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示，电解质溶液呈酸性，该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮。下列叙述正确的是( ) A．电池工作时，H+的迁移方向为“缺氧阴极”→“厌氧阳极”和“好氧阴极”→“厌氧阳极” B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小 C．“好氧阴极”存在反应：NH4+＋8OH--6e-=NO2-＋6H2O D．“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol 【答案】D 【解析】“厌氧阳极”(即该燃料电池的负极)上，C6H12O6失去电子生成CO2和H+，电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑＋24H＋；“缺氧阴极”(即该燃料电池的正极之一)上，NO3-得到电子生成NO2，NO2再得到电子生成N2，电极反应式分别为NO3-+2H++e-=NO2↑＋H2O 、2NO2＋8H++8e-=N2↑＋4H2O ，“好氧阴极”(即该燃料电池的正极之二)上，O2得到电子生成H2O，电极反应式为O2＋4H＋＋4e-=2H2O，同时O2还能氧化NH4+生成NO2-，NO2-还可以被O2氧化为NO3-，离子方程式分别为2NH4++3O2=2NO2-＋2H2O+4H+ 、2NO2-+O2=2NO3-。 A项，燃料电池中，阳离子由负极移向正极，电池工作时，“厌氧阳极”产生的H+通过质子交换膜向“缺氧阴极”和“好氧阴极”迁移，A错误； B项，由分析可知，电池工作时，“缺氧阴极”上消耗的H+多于从“厌氧阳极”迁移过来的H+，且反应生成水，则c(H+)减小，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH增大，B错误； C项，由题干可知，电解质溶液呈酸性，且NH4+被O2氧化为NO2-正确方程式为NH4+＋2H2O-6e-=NO2-＋8H+，C错误； D项，“厌氧阳极”的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑＋24H＋，1molC6H12O6参与反应消耗6molH2O，输出24 mol电子，“厌氧阳极”区质量减少，故“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol，D正确； 故选D。 重难·创新演练 1.【考查原电池原理及应用】（2025——2026高一上·辽宁大连·期末）负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A．Ag作原电池正极 B．电子由Ag经活性炭流向Pt C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 【答案】B 【解析】A.O2在Pt极得电子发生还原反应，Pt为正极，Ag极上Ag失去电子发生氧化反应生成Ag＋，Ag＋与Cl－结合生成AgCl沉淀，Ag为负极。由分析可知，A错误； B.电子由负极Ag经活性炭流向正极Pt，B正确； C.溶液为酸性，故Pt表面发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，C错误； D.每消耗标准状况下11.2 L的O2，转移电子2 mol，而2 mol Ag失去2 mol电子生成2 mol Ag＋，故最多去除2 mol Cl－，D错误。 故答案选B 2．【双液原电池原理】（2025·黑龙江·二模）如图所示装置中，、电极是石墨电极。A中盛有棕色的和的混合溶液，B中盛有无色的和的混合溶液。当闭合开关，并向B中滴加浓盐酸时，发现灵敏电流计的指针向右偏转。一段时间后，当电流计指针回到中间“0”位置时，再向B中滴加过量浓溶液，可观察到电流计指针向左偏转。下列说法正确的是 A．电流计的指针向右偏转时，化学能转变为电能；向左偏转时，电能转变为化学能 B．电流计的指针向右偏转时，电极的电极反应式为 C．电流计的指针向左偏转时，电极的电极反应式为 D．由上述实验现象可知，氧化性： 【答案】B 【解析】A.该装置是原电池，两步都是将化学能转变为电能，A错误； B.电流计的指针向右偏转时，电极是负极，电极反应式为，正极上转化为，B正确； C.电流计的指针向左偏转时，电极是负极，电极反应式为，C错误；D.根据以上分析可知，在酸性溶液中的氧化性大于中性溶液中的，在碱性溶液中的氧化性小于中性溶液中的，D错误； 故选B。 3.【原电池原理应用】（2025·江苏省南京市二模）暖贴是一种便捷的自发热保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、活性炭、食盐、水等成分组成，如图所示。下列有关说法不正确的是 A．暖贴生效时，将化学能转化为热能 B．水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率 C．正极反应式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ D．透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度 【答案】C 【解析】自热贴发热料中的铁粉、活性炭、食盐及水之间能形成数目庞大的微型原电池，铁作负极，氧气做正极，据此分析。 A项，暖贴生效时，将化学能转化为热能，A正确； B项，铁粉、水与食盐、活性炭共同作用形成原电池，可加快的腐蚀速率，B正确； C项，该装置为原电池装置，铁作负极，氧气做正极，正极反应式为2H2O＋4e－＋O2＝4OH－，C错误； D项，透气膜的透氧速率可控制氧气浓度，故可控制暖贴的发热时间和温度，D正确。 故答案选C 4．【二次电池】某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A.放电时多孔碳电极附近逐渐增大 B.电池充电时多孔碳电极反应为： C.放电时每转移电子，负极质量减少 D.放电总反应： 【答案】D 【解析】由图可知，放电时，Pb为负极，电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，多孔碳为正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，充电时，Pb电极为阴极，电极反应式为PbSO4+2e-=Pb+，多孔碳为阳极，电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+ A．放电时左侧的H＋通过质子交换膜进入右侧（正极），其pH逐渐减小，故A错误； B．由分析可知，电池充电时多孔碳电极反应为Fe2+-e-=Fe3+，故B错误； C．放电时，Pb为负极，电极反应式为 Pb-2e-+=PbSO4，负极质量增加，故C错误； D．由放电时两极反应可知放电总反应为，故D正确。 故答案选D 5.【燃料电池应用——瓦斯报警器】（2025—2026·辽宁名校联盟·高三上联考）在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 【答案】C 【解析】已知图示为CH4燃料电池，通入甲烷即多孔电极a为负极，电极反应为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，通入空气即O2的一极多孔电极b为正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-。 A项，由分析可知，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，故多孔电极a的电势比多孔电极b低，A错误； B项，由分析可知，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，则O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极b经导线流向多孔电极a，B错误； C项，由分析可知，多孔电极a为负极，发生氧化反应，该电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，C正确；D项，由分析可知，负极电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，则标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为=0.02mol，D错误； 故选C。 6．【绿色电源——燃料电池】(2025·吉林长春二模)按要求完成填空： （2）下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图 (a、b均为多孔性Pt电极)。b电极是 (填“正”或“负”)极, a电极上的电极反应式为 。 （3） 开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如下图所示,通入a气体的电极是原电池的 极(填“正”或“负”),其电极反应式为 。 【答案】（2）正；CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ （3）负；CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 【解析】（2） 二甲醚是燃料,所以a极是负极,b极是正极。a电极上发生氧化反应,由图可知是酸性电池,由二甲醚燃烧化学方程式可知反应转移12个电子,产物为二氧化碳,由电荷守恒得出电极反应式。 （3）根据甲醇燃料电池的工作原理图可知,电子由通入a气体的电极流出,所以通入a气体的电极是负极,甲醇在负极失电子生成CO2 ,则电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。 7.【浓差电池】（2025·黑龙江大庆·一模）在恒温条件下，一种浓差电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．M电极的电势低于N B．气体压强 C．N电极的电极方程式为： D．若外电路中转移2 mol ，则两极气体的质量差将改变32 g 【答案】D 【分析】图中显示，Mg2+离子从M电极区域通过固体电解质移动到N电极区域。在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。因此，N是正极，M是负极。负极（M电极）：发生氧化反应，电极反应式为：，正极（N电极）：发生还原反应，电极反应式为：。 【解析】A.在原电池中，电子从负极流向正极，正极的电势高于负极。由分析可知，M是负极，N是正极，那么M电极的电势低于N电极，A正确； B.由分析可知，这是一个浓差电池，其工作原理是利用物质从高浓度区域向低浓度区域的自发转移来产生电能。负极（M）发生氧化反应：，正极（N）发生还原反应：，总反应是S2气体从N电极区域转移到M电极区域。为了使反应自发进行，N电极的S2压强必须高于M电极的S2压强，B正确； C.由分析可知，N电极是正极，发生还原反应。反应物为S2气体和迁移过来的Mg2+，产物为MgS，N电极的电极方程式为：，C正确； D.根据电极反应，转移 mol电子，M电极生成 mol S2，N电极消耗 mol S2，M电极气体质量增加 g，N电极气体质量减少 g。两极气体的质量差改变了 g，D错误； 故选D。 8．【考查新型电池——锂离子二次电池】（2025·辽宁省抚顺市二中·三模）我国科研小组研发了一种以Li7P3S11为固体电解质的锂电池(Li+自由移动)，结构如图所示，两电极材料分别为Li2RuO3和石墨烯(Cx)。使用前，先将电池充电激活至电压为4.05V，此时Li2RuO3转化为Li0.9RuO3；放电至3.8V时，M电极材料中检测到大量的Li1.4RuO3。下列说法错误的是( ) A．放电时，M电极的电势高于N电极 B．放电至3.8V过程中，M电极的电极反应式为Li1.4RuO3-0.5e-=Li0.9RuO3+0.5Li+ C．充电过程中，Li+移向N电极，固体电解质中Li+的质量分数不变 D．当电路中通过0.5mol电子时，理论上两电极的质量变化差为7g 【答案】B 【解析】A项，放电时M电极材料Li0.9RuO3转化为Li1.4RuO3，可以判断出Ru的化合价降低，得电子，即M极是正极，N极是负极，所以M电极的电势高于N电极，A正确； B项，放电3.8V过程中，M电极材料Li0.9RuO3转化为Li1.4RuO3，M电极的电极反应式为Li0.9RuO3+0.5Li++0.5e-=Li1.4RuO3，B错误； C项，充电时，N电极是阴极，电极反应式yLi＋+Cx+ye-=LiyCx，Li+移向N电极，阳极电极反应式Li1.4RuO3-0.5e-=Li0.9RuO3+0.5Li+(Li2RuO3-1.1e-=Li0.9RuO3+1.1Li+)，阴极消耗多少Li+，阳极就会生成多少Li+，所以固体电解质中Li+的质量分数不变，C正确； D项，当电路中通过0.5mol电子时，以放电为例M电极的电极反应式为Li0.9RuO3+0.5Li++0.5e-=Li1.4RuO3，N电极LiyCxy-ye-=Li＋+Cx，当电路中通过0.5mol电子时，M电极增加0.5molLi，N电极减少0.5molLi，理论上两电极质量变化量的差值为1molLi的质量，即质量相差7克，D正确； 故选B。 9．【微生物燃料电池】微生物燃料电池(MFC)作为一种新型微生物电化学工艺，可以在降解有机物的同时放电，MFC电池的工作原理如图所示，正极需直接暴露在空气中，下列说法错误的是 A. “气体a”为氧气 B. 电极A的反应为 C. 将整套装置暴露在空气中，可以增大电流强度 D. 消耗时，理论上燃料电池气体产物的体积在标况下为22.4L(忽略气体溶解) 【答案】C 【解析】电极A存在厌氧产电菌，不能直接暴露在空气中，而正极需直接暴露在空气中，说明电极A为负极，电极B为正极，燃料电池中正极通入O2得到电子生成H2O，电极方程式为：O2+4H++4e-=2H2O，乙酸盐在负极失去电子生成CO2，电极方程式为：。 【详解】A．由分析可知，电极B为正极，燃料电池中正极通入O2得到电子生成H2O，“气体a”为氧气，A正确； B．由分析可知，电极A为负极，乙酸盐在负极失去电子生成CO2，电极方程式为：，B正确； C．电极A存在厌氧产电菌，将整套装置暴露在空气中，会抑制厌氧产电菌的活性，不可以增大电流强度，C错误； D．正极电极方程式为：O2+4H++4e-=2H2O，消耗时，得到4mol电子，负极电极方程式为：，生成1molCO2，标况下的体积为22.4L，D正确。 故答案选C 10.【原电池综合考查】（23-24高三上·广东东莞·期末）镁是一种活泼金属，常温下能与水缓慢反应。某实验小组将打磨后的镁条投入滤液中，发现立即产生大量气泡，实验探究原因。 （1）重复实验：配制溶液，除托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有 ，保存时需注意 。向溶液中加入溶液，产生白色沉淀后过滤，得到滤液。取少许滤液，投入打磨后的镁条，快速产生大量气泡。 （2）实验探究镁与滤液快速产生气体的原因。 【查阅资料】体积较小的阴离子，能够“钻入”膜，达到使其溶解的效果。对该反应无影响。 【提出猜想】可能是或促进镁与水的反应。 【实验探究】完成下列表格。 序号 实验操作 实验现象 I 将打磨后的镁条投入水中 细微气泡附着 Ⅱ 将打磨后的镁条投入 溶液中 细微气泡附着 Ⅲ 将打磨后的镁条投入 中 细小气泡放出 【实验结论】能促进镁与水的反应，溶液中离子无影响。 （3）对比发现镁与滤液的反应速率比实验Ⅲ更快。经讨论，猜想滤液中存在微量银离子，可能形成了微小原电池，进一步加快反应速率。 【提出猜想】和共同加快镁与水反应速率。 【实验探究】将微观原电池放大，设计宏观原电池装置以证明猜想。甲组实验过程如下表所示，表中液体X为 ，液体Y为 。 序号 Ⅳ V Ⅵ 装置 溶液 液体X 溶液 液体Y 【实验结论】观察到现象 ，证明是和共同加快镁与水反应速率。 （4）乙组设计实验Ⅵ使用如图所示装置(其他与甲组相同)，甲组同学认为不合理，该组同学的理由是 。 【答案】（1）容量瓶、胶头滴管 避光 （2） 溶液 （3）蒸馏水 溶液 实验V中气泡产生的速率比实验Ⅳ快，实验Ⅵ中气泡产生的速率比实验V快 （4）使用盐桥改变单位时间离子迁移量使得V、Ⅵ速率不可比(或存在Mg置换滤液中的副反应，使得V、Ⅵ速率不可比) 【解析】（1）配制溶液，除托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有100mL容量瓶、胶头滴管，AgNO3溶液见光易分解，则保存时需注意避光，故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管；避光。 （2）溶液中加入溶液，产生白色沉淀后过滤，可知KCl有剩余，过滤所得的滤液中主要含有：、、等微粒，根据题意可知，对该反应无影响，可能是或促进镁与水的反应，而结论给出的是能促进镁与水的反应，溶液中离子无影响，因此，实验I是空白对照组；实验Ⅱ中现象与实验I相同，因此实验Ⅱ中加入的是5mL 1mol/LKNO3；实验Ⅲ的气泡增多，需要控制变量，因此加入的是5mL1mol/LKCI溶液，故答案为：KNO3；5mL 1mol/LKCl溶液。 （3）根据题干信息可知，该实验是验证和共同加快镁与水反应速率，最终通过三组对比实验得出结论证明是和共同加快镁与水反应速率，甲组实验中Ⅳ为空白对照组，因此液体X为蒸馏水；实验V中只加入了溶液，实验Ⅵ中的装置构成原电池，题中信息，滤液中存在微量银离子，可能形成了微小原电池，进一步加快反应速率，因此为了与实验V形成对照组，电解质溶液应和实验V中一样为溶液，若证明是和共同加快镁与水反应速率，会观察到现象：实验V中气泡产生的速率比实验Ⅳ快，实验Ⅵ中气泡产生的速率比实验V快，故答案为：蒸馏水；溶液；实验V中气泡产生的速率比实验Ⅳ快，实验Ⅵ中气泡产生的速率比实验V快。 （4）乙组设计实验Ⅵ装置使用盐桥，盐桥中阴、阳离子定向移动，改变单位时间离子迁移量使得V、Ⅵ速率不可比，还有可能是存在Mg置换滤液中的副反应，使得V、Ⅵ速率不可比。 真题·实战演练 1．【原电池原理及应用】（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 【答案】B 【分析】该扣式电池中，活泼金属作负极，作正极，以此解答。 【解析】石墨具有良好的导电性，添加到电极材料中可增强电极的导电性，A正确；题干明确难溶于有机溶剂，无法电离出自由移动的，正极反应物是固体，正极反应应为，B错误；原电池放电时，阳离子向正极移动，因此从负极向正极移动，C正确；负极反应为，2.1g 的物质的量为，理论上外电路中通过，D正确；故选B。 2.【原电池原理应用】（2026·广东卷）做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．钢管桩主要成分为铁，铁的金属活动性强于铜，二者在海水中形成原电池时，铁作负极失电子被氧化，会加速钢管桩腐蚀，不能达到防腐目的，A符合题意； B．铝表面致密的氧化膜能防止内部的铁被腐蚀，即使富铝涂层破损，形成原电池时铝作负极被腐蚀，可保护钢管桩；故能达到防腐目的，B不符合题意； C．该装置为外加电流法，钢管桩连接电源负极作阴极被保护，能达到防腐目的，C不符合题意； D．锌的金属活动性强于铁，二者在海水中形成原电池时锌作负极被腐蚀，属于牺牲阳极法，钢管桩作正极被保护，能达到防腐目的，D不符合题意； 故选A。 3．【储能技术——二次电池应用】（2026·贵州·高考真题）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C．放电时，正极反应为 D．放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 【答案】B 【分析】放电时，a是负极，电极反应：，b是正极，电极反应：，充电时，a是阴极，b是阳极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【解析】充电时电极a连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A错误；充电时电子仅在外电路移动，由电源负极流向阴极a，再由阳极b流向电源正极，B正确；放电时正极发生得电子的还原反应，正确反应为，选项给出的是失电子的氧化反应，C错误；放电时阴离子向负极移动，转移2 mol电子时，有2 mol 进入负极区，负极区溶液质量增加71 g，而非减少，D错误；故选B。 4．【有关电化学计算】(2026·山东济南高三模拟)某新型钠离子二次电池电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基以增强电化学活性，充电时工作原理如图所示。已知：电荷量电流时间；；单个电子的电荷量。下列说法错误的是( ) A．充电时，电极质量减小 B．充电一段时间，电解质溶液中Na＋浓度基本保持不变 C．放电时，电极B电极反应为NaxCy－xe-=xNa＋+Cy D．放电时，以3.2A恒定电流工作14分钟，电极质量减少0.92g，化学能转化为电能的转化率为30% 【答案】D 【解析】充电时，电极A接外接电源正极，为阳极；电极B接外接电源负极，为阴极。 A项，充电时，电极A(阳极)中的Na＋脱离电极进入电解质，质量减小，A正确； B项，充电时，阳极A每释放xmolNa＋到电解质，阴极B就会结合xmolNa＋，电解质中Na＋总物质的量不变，因此Na＋浓度基本保持不变，B正确； C项，放电时该装置为原电池，充电时B为阴极，因此放电时B为负极，负极发生失电子的氧化反应，电极反应为NaxCy－xe-=xNa＋+Cy，C正确； D项，计算转化率：电极B减少的质量为Na的质量，反应的Na的物质的量：，即总反应转移电子总物质的量为0.04mol实际输出总电荷量：，实际转移电子物质的量： ，D错误； 故选D。 5.【考查二次电池原理】（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 【答案】D 【分析】由图可知，放电时，N电极上发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：，M电极为负极，电极反应为，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。 【解析】A．由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误； B．由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误； C．由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗4molAg，同时消耗，C错误； D．充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：，D正确； 故选D。 6.【锂电池】（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 【答案】C 【分析】电池放电时，锂电极为负极，发生反应：，多孔功能电极为正极，低温时发生反应：，随温度升高Q增大，正极区转化为；充电时，锂电极为阴极，得到电子，多孔功能电极为阳极，或失去电子。 【解析】A．由分析可知，电池总反应方程式为：或，充放电时有参与或生成，因此熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率，A正确； B．比的半径小，因此优先于通过固态电解质膜，B正确； C．放电时，正极得到电子，中氧原子为-1价，中氧原子为-2价，因此随温度升高Q增大，正极区转化为，C错误； D．充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确； 答案选C。 7. 【燃料电池原理探究】（2025·广东·高考真题）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 【答案】C 【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池，由图可知该原电池的电解质溶液为酸性，氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：；氧气发生还原反应，做正极，电极方程式为：。 【解析】A．由分析可知，氧气发生还原反应，做正极，正极反应的催化剂是ⅰ，A错误； B．图a中，ⅰ到ⅱ过程为获得第一个电子的过程，根据题中信息，获得第一个电子的过程最慢，则ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最高，B错误； C．氢气发生氧化反应，做负极，电极方程式为：，同时，反应负极每失去1个电子，就会有一个H+通过质子交换膜进入正极室，故电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变，C正确； D．由图a、c可知，氧气催化循环一次需要转移4个电子，氢气催化循环一次需要转移2个电子，相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同，D错误； 故选C。 8．【与电池容量有关计算】（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 【答案】B 【分析】放电时，电极Ⅱ上减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为：。 【解析】A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确； B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：，反应消耗，溶液的pH升高，B错误； C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：，C正确； D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为，每消耗16gS，即0.5molS，转移1mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A⋅h，D正确； 故选B。 9．【新型电池应用】(2024·全国新课标卷，12，6分)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a 【答案】C 【解析】由题中信息可知，b电极为负极，发生反应Cu2O+2OH--2e-=2CuO+H2O，然后再发生C6H12O6+2CuO= C6H12O7+Cu2O；a电极为正极，发生反应O2+2H2O+4e-=4OH-，在这个过程中发生的总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7。 A项，由题中信息可知，当电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH-，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；b电极为电池负极， Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O+2OH--2e-=2CuO+H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，则电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7，A正确； B项，b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用，B正确； C项，根据反应2C6H12O6+O2=2C6H12O7可知，1mol C6H12O6参加反应时转移2 mol电子，18 mg C6H12O6的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误； D项，原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故Na＋迁移方向为b→a，D正确。 故选C。 10．【铅酸蓄电池综合考查】（2025·北京·高考真题）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为 。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗的物质的量为 。已知：转移电子所产生的电量为96500库仑。 ③作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中不氧化，氧化性弱与其结构有关，的空间结构是 。 ④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为 。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是 。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是 。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒 c．碳材料作还原剂，使被还原 【答案】(1) 正四面体形 (2) 使硫酸铅转化为氢氧化铅，便于后续的溶解 H2O2的作用为还原剂，K2S2O8的作用为氧化剂 (3)ab 【解析】（1）①充电时，阴极发生还原反应，PbSO4得到电子变成Pb，其发生的电极反应为：； ②根据放电时的反应，每消耗1molH2SO4，转移1mol电子；产生a库伦电量，转移的电子为，故消耗H2SO4的物质的量为； ③的中心原子S原子的价层电子对数为，故其空间结构为正四面体形； ④Pb在H2SO4作用下与氧气反应，会生成PbSO4和水，反应的化学方程式为：。 （2）废旧铅酸电池通过预处理得到PbSO4、PbO、PbO2；加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2；若加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，电解后生成Pb；若加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2。 ①由以上分析可知，加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2，其目的是为了使硫酸铅转化为氢氧化铅，便于后续的溶解； ②由以上分析可知，加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，说明PbO2被H2O2还原，故H2O2的作用为还原剂；加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2，说明Pb(OH)2、PbO被K2S2O8氧化，故K2S2O8的作用为氧化剂。 （3）由于负极会生成导电性差的大颗粒PbSO4，石墨可以导电，多孔碳可以增加负极材料的比表面积，故碳材料的作用可以增强负极的导电性，且有利于生成小颗粒PbSO4，故a、b正确； 负极的主要材料是Pb，且电解质环境为酸性，故负极不存在PbO2，碳材料不能使PbO2被还原，c错误； 故选ab。 11．【微生物电池】（2024·上海卷，五）水体富营养化会破坏珊瑚礁。微生物燃料电池有望改善珊瑚生存环境方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的NO和沉积物中的有机物(以(CH2O)n表示)。 （6）该装置工作时，下列说法正确的是___________。 A. 此是电能转化为化学能 B. 电极b作负极 C. 电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D. 每消耗1mol (CH2O)n，转移电子4mol （7）写出NO在电极a表面发生的电极反应___________。 （8）研究表明，在其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高。有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。分析有利于去除有机物和不利于除去NO的可能原因___________。 【答案】（6）B （7）2NO+10e-+12H+=N2+6H2O （8）O2浓度升高，能让更多的有机物与O2形成原电池，有利于有机物的去除。但O2可能会优先于NO得电子，不利于NO的去除 【解析】（6）A．燃料电池是将化学能转化为电能，A错误； B．b极有机物被氧化为二氧化碳，发生氧化反应，则电极b为负极，B正确； C．电子在外电路移动，不能通过溶液，C错误； D．(CH2O)n生成CO2，反应中碳化合价由0变为+4，则每消耗1 mol(CH2O) n生成nmolCO2，转移电子4nmol，D错误； 故选B。 （7）酸性条件下，NO在电极a得到电子被还原为氮气，电解反应为：2NO+10e-+12H+=N2+6H2O；（8）O2浓度升高，能让更多的有机物与O2形成原电池，有利于有机物的去除。但O2可能会优先于NO得电子，不利于NO的去除，故其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高，有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 铁、铜及其化合物（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 考向01 考查原电池原理与应用 考向02 考查一次电池和二次电池 考向03 考查燃料电池 考向04 考查新型电池 重难·创新演练 真题·实战演练 模拟·基础演练 考向01 考查原电池原理与应用 1．【考查原电池原理】下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。 下列叙述中正确的是 (　　) A．甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转 B．甲组操作时，溶液颜色变浅 C．乙组操作时，C2做正极 D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－ 2．【根据原电池原理分析电极反应及现象】（2024——2025高三上·黑龙江牡丹江·9月月考）全钒电池以惰性材料作电极，电解质溶液显酸性，电池总反应为V（黄色）＋V2＋（紫色）＋2H＋VO2＋（蓝色）＋H2O＋V3＋（绿色）。下列说法错误的是（　　） A.正极反应为V＋2H＋＋e－VO2＋＋H2O B.负极附近的溶液由紫色逐渐变为绿色 C.每生成1 mol H2O转移电子的物质的量为 0.5 mol D.放电过程中溶液的pH逐渐增大 3.【考查双液原电池】（2025·辽宁·一模）学习小组设计如图所示装置探究原电池工作原理。下列叙述正确的是(　　) A.外电路中电流由铜电极流向银电极 B.正极发生的反应为Ag++e-===Ag C.放电时盐桥中的K+进入Cu(NO3)2溶液 D.放电过程中取出盐桥原电池仍继续工作 考向02 考查一次电池和二次电池 4．【考查一次电池——碱性锌锰电池】（2026·吉林长春·高三上一模）碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是( ) A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向正极移动 C．隔膜可以防止电池短路 D．反应中每生成1molMnO(OH)，转移电子数为 5．【新型二次电池】（2025高一上·辽宁沈阳·期末考试）我国科学家开发了一种新型二次电池，其工作原理示意图如下。下列说法不正确的是 A．放电时，Zn为负极，发生氧化反应 B．放电时，从Zn电极一侧移向多孔碳电极一侧 C．充电时，阳极发生的电极反应为 D．充电一段时间后阴极室溶液碱性减弱 6．【新型二次电池】（2025·吉林省长春市十一中·一模）光照条件下，电极M(石墨烯产生电子和空穴，充电过程还兼具制备的作用，充电、放电过程中物质的转化关系如图；双极膜界面内水分子解离为，，移向电池两侧电解质中。下列说法错误的是 A．放电时，电极M电势高于电极N B．放电时，双极膜内穿过双极膜移向乙池 C．充电时阴极反应： D．充电时，每生成1.3 g Zn，理论上外电路中转移0.04 mol电子 考向03 考查燃料电池 7．【硼氢燃料电池】（2025·辽宁实验中学·一模）一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为BH＋2O2===BO＋2H2O。该电池工作时，下列说法正确的是(　　) A．电子由Pt电极经外电路、石墨电极、NaOH溶液回到Pt电极 B．负极反应式为BH－8e－＋8OH－===BO＋6H2O C．OH－透过阴离子交换膜向石墨电极迁移 D．外电路通过0.4 mol电子时，有2.24 L O2在石墨电极上参与反应 8.【酸性介质乙醇燃料电池】（2026·辽宁鞍山市普通高中·三模）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．离子交换膜X为质子交换膜，质子从石墨电极移向Pt电极 B．C2H5OH在Pt电极发生还原反应 C．正极区反应为4+12e-+16H+=4NO+8H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3 D．若Pt电极生成2.24LCO2，电路中转移电子数为0.6NA 9. 【熔融碳酸盐燃料电池】（2026·北京·三模）一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法错误的是 A．电池工作时，电极A的电势低于电极B的电势 B．电池工作时，向电极A移动 C．电极A上发生的电极反应为 D．常温下，提高、、、的流速，可输出更多电能 考向04 考查新型化学电源 10．【考查锂离子可充电电池】（24-25高三上·黑龙江省鹤岗市一中·期中）一种Al-LiFePO4高容量固态电池的结构如图所示，锂离子可自由通过锂离子导体膜。下列说法错误的是( ) A．充电时，A极为阴极，发生还原反应 B．放电时，Li+从左侧通过导体膜向右侧移动，被B极吸附 C．放电时，左室中电解质的质量会增大 D．为了提高电池效率，可用盐酸做电解液 11．【锂电池】锂-空气可充电电池具有超高比容量。该电池放电过程如下图所示，其中固体电解质允许Li+通过。下列说法不正确的是 A．充电时Ⅱ接电源正极 B．放电时的正极反应为： C．固体电解质中混有水容易对负极造成腐蚀 D．充电时，每转移1mol电子，理论上阴极材料增重7g 12.【双阴极微生物燃料电池】（2023·辽宁·一模）一种双阴极微生物燃料电池装置如图所示，电解质溶液呈酸性，该装置可以同时进行硝化和反硝化脱氮。下列叙述正确的是( ) A．电池工作时，H+的迁移方向为“缺氧阴极”→“厌氧阳极”和“好氧阴极”→“厌氧阳极” B．电池工作时，“缺氧阴极”电极附近的溶液pH减小 C．“好氧阴极”存在反应：NH4+＋8OH--6e-=NO2-＋6H2O D．“厌氧阳极”区质量减少14.4 g时，该电极输出电子1.2 mol 重难·创新演练 1.【考查原电池原理及应用】（2025——2026高一上·辽宁大连·期末）负载有Pt和Ag的活性炭，可选择性去除Cl－实现废酸的纯化，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　) A．Ag作原电池正极 B．电子由Ag经活性炭流向Pt C．Pt表面发生的电极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．每消耗标准状况下11.2 L的O2，最多去除1 mol Cl－ 2．【双液原电池原理】（2025·黑龙江·二模）如图所示装置中，、电极是石墨电极。A中盛有棕色的和的混合溶液，B中盛有无色的和的混合溶液。当闭合开关，并向B中滴加浓盐酸时，发现灵敏电流计的指针向右偏转。一段时间后，当电流计指针回到中间“0”位置时，再向B中滴加过量浓溶液，可观察到电流计指针向左偏转。下列说法正确的是 A．电流计的指针向右偏转时，化学能转变为电能；向左偏转时，电能转变为化学能 B．电流计的指针向右偏转时，电极的电极反应式为 C．电流计的指针向左偏转时，电极的电极反应式为 D．由上述实验现象可知，氧化性： 3.【原电池原理应用】（2025·江苏省南京市二模）暖贴是一种便捷的自发热保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、活性炭、食盐、水等成分组成，如图所示。下列有关说法不正确的是 A．暖贴生效时，将化学能转化为热能 B．水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率 C．正极反应式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ D．透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度 4．【二次电池】某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是 A.放电时多孔碳电极附近逐渐增大 B.电池充电时多孔碳电极反应为： C.放电时每转移电子，负极质量减少 D.放电总反应： 5.【燃料电池应用——瓦斯报警器】（2025—2026·辽宁名校联盟·高三上联考）在煤矿巷道中要安装瓦斯报警器。当巷道空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随即产生电信号并联动报警。瓦斯报警器的工作原理如图所示，固体电解质是Y2O3-Na2O，O2-可以在其中自由移动。 当报警器被触发时，下列说法正确的是 A．多孔电极a的电势比多孔电极b高 B．O2-在电解质中向多孔电极a移动，电流方向为由多孔电极a经导线流向多孔电极b C．多孔电极a的电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O D．标准状况下56mLCH4在多孔电极a上完全反应时，流入传感控制器电路的电子的物质的量为0.04mol 6．【绿色电源——燃料电池】(2025·吉林长春二模)按要求完成填空： （2）下图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图 (a、b均为多孔性Pt电极)。b电极是 (填“正”或“负”)极, a电极上的电极反应式为 。 （3） 开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如下图所示,通入a气体的电极是原电池的 极(填“正”或“负”),其电极反应式为 。 7.【浓差电池】（2025·黑龙江大庆·一模）在恒温条件下，一种浓差电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是 A．M电极的电势低于N B．气体压强 C．N电极的电极方程式为： D．若外电路中转移2 mol ，则两极气体的质量差将改变32 g 8．【考查新型电池——锂离子二次电池】（2025·辽宁省抚顺市二中·三模）我国科研小组研发了一种以Li7P3S11为固体电解质的锂电池(Li+自由移动)，结构如图所示，两电极材料分别为Li2RuO3和石墨烯(Cx)。使用前，先将电池充电激活至电压为4.05V，此时Li2RuO3转化为Li0.9RuO3；放电至3.8V时，M电极材料中检测到大量的Li1.4RuO3。下列说法错误的是( ) A．放电时，M电极的电势高于N电极 B．放电至3.8V过程中，M电极的电极反应式为Li1.4RuO3-0.5e-=Li0.9RuO3+0.5Li+ C．充电过程中，Li+移向N电极，固体电解质中Li+的质量分数不变 D．当电路中通过0.5mol电子时，理论上两电极的质量变化差为7g 9．【微生物燃料电池】微生物燃料电池(MFC)作为一种新型微生物电化学工艺，可以在降解有机物的同时放电，MFC电池的工作原理如图所示，正极需直接暴露在空气中，下列说法错误的是 A. “气体a”为氧气 B. 电极A的反应为 C. 将整套装置暴露在空气中，可以增大电流强度 D. 消耗时，理论上燃料电池气体产物的体积在标况下为22.4L(忽略气体溶解) 10.【原电池综合考查】（23-24高三上·广东东莞·期末）镁是一种活泼金属，常温下能与水缓慢反应。某实验小组将打磨后的镁条投入滤液中，发现立即产生大量气泡，实验探究原因。 （1）重复实验：配制溶液，除托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有 ，保存时需注意 。向溶液中加入溶液，产生白色沉淀后过滤，得到滤液。取少许滤液，投入打磨后的镁条，快速产生大量气泡。 （2）实验探究镁与滤液快速产生气体的原因。 【查阅资料】体积较小的阴离子，能够“钻入”膜，达到使其溶解的效果。对该反应无影响。 【提出猜想】可能是或促进镁与水的反应。 【实验探究】完成下列表格。 序号 实验操作 实验现象 I 将打磨后的镁条投入水中 细微气泡附着 Ⅱ 将打磨后的镁条投入 溶液中 细微气泡附着 Ⅲ 将打磨后的镁条投入 中 细小气泡放出 【实验结论】能促进镁与水的反应，溶液中离子无影响。 （3）对比发现镁与滤液的反应速率比实验Ⅲ更快。经讨论，猜想滤液中存在微量银离子，可能形成了微小原电池，进一步加快反应速率。 【提出猜想】和共同加快镁与水反应速率。 【实验探究】将微观原电池放大，设计宏观原电池装置以证明猜想。甲组实验过程如下表所示，表中液体X为 ，液体Y为 。 序号 Ⅳ V Ⅵ 装置 溶液 液体X 溶液 液体Y 【实验结论】观察到现象 ，证明是和共同加快镁与水反应速率。 （4）乙组设计实验Ⅵ使用如图所示装置(其他与甲组相同)，甲组同学认为不合理，该组同学的理由是 。 真题·实战演练 1．【原电池原理及应用】（2026·湖南·高考真题）一种可用于心脏起搏器的扣式电池部分截面结构如图所示(-有机溶剂作电解质溶液，难溶于该溶剂)。下列说法错误的是 A．往电极材料中添加石墨，可增强其导电性 B．正极反应式为 C．放电时，从负极向正极移动 D．每消耗负极材料，理论上外电路中通过了 2.【原电池原理应用】（2026·广东卷）做好防腐是发展海上风电的基础。下列措施不能达到防腐目的的是 A． B． C． D． 3．【储能技术——二次电池应用】（2026·贵州·高考真题）储能技术是新能源产业发展的重要支撑。一种基于TEMPO衍生物作为正极储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图。 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．充电时，电子从电源的负极流向a极，由b极流向电源的正极 C．放电时，正极反应为 D．放电时，外电路转移2 mol电子，理论上负极区溶液质量减少71 g 4．【有关电化学计算】(2026·山东济南高三模拟)某新型钠离子二次电池电极材料的导电聚合物中掺杂磺酸基以增强电化学活性，充电时工作原理如图所示。已知：电荷量电流时间；；单个电子的电荷量。下列说法错误的是( ) A．充电时，电极质量减小 B．充电一段时间，电解质溶液中Na＋浓度基本保持不变 C．放电时，电极B电极反应为NaxCy－xe-=xNa＋+Cy D．放电时，以3.2A恒定电流工作14分钟，电极质量减少0.92g，化学能转化为电能的转化率为30% 5.【考查二次电池原理】（2025·重庆·高考真题）下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是 A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为 C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为 6.【锂电池】（2025·浙江·高考真题）一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为和，随温度升高Q(消耗转移的电子数)增大。下列说法不正确的是 A．熔融盐中的物质的量分数影响充放电速率 B．充放电时，优先于通过固态电解质膜 C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区转化为 D．充电时，锂电极接电源负极 7. 【燃料电池原理探究】（2025·广东·高考真题）某理论研究认为：燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c，其中获得第一个电子的过程最慢。由此可知，理论上 A．负极反应的催化剂是ⅰ B．图a中，ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低 C．电池工作过程中，负极室的溶液质量保持不变 D．相同时间内，电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同 8．【与电池容量有关计算】（2025·广东卷）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 9．【新型电池应用】(2024·全国新课标卷，12，6分)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，通过CuO催化消耗血糖发电，从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，下列叙述错误的是 A．电池总反应为2C6H12O6+O2=2C6H12O7 B．b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用 C．消耗18mg葡萄糖，理论上a电极有0.4mmol电子流入 D．两电极间血液中的Na＋在电场驱动下的迁移方向为b→a 10．【铅酸蓄电池综合考查】（2025·北京·高考真题）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为 。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗的物质的量为 。已知：转移电子所产生的电量为96500库仑。 ③作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中不氧化，氧化性弱与其结构有关，的空间结构是 。 ④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为 。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是 。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是 。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒 c．碳材料作还原剂，使被还原 11．【微生物电池】（2024·上海卷，五）水体富营养化会破坏珊瑚礁。微生物燃料电池有望改善珊瑚生存环境方面发挥重要作用。下图是某微生物燃料电池工作原理示意图，该装置能同时除去水体中的NO和沉积物中的有机物(以(CH2O)n表示)。 （6）该装置工作时，下列说法正确的是___________。 A. 此是电能转化为化学能 B. 电极b作负极 C. 电子移动方向为：电极b→沉积物→水体→电极a D. 每消耗1mol (CH2O)n，转移电子4mol （7）写出NO在电极a表面发生的电极反应___________。 （8）研究表明，在其他条件不变的情况下，水体中O2浓度升高。有利于去除沉积物中的有机物，但不利于去除水体中的NO。分析有利于去除有机物和不利于除去NO的可能原因___________。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 原电池、化学电源（专项训练） 参考答案 模拟·基础演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D C B C D B B C D D 11 12 B D 重难·创新演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B B C D C - D B C - 6.【答案】（2）正；CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ （3）负；CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ 10.【答案】（1）容量瓶、胶头滴管 避光 （2） 溶液 （3）蒸馏水 溶液 实验V中气泡产生的速率比实验Ⅳ快，实验Ⅵ中气泡产生的速率比实验V快 （4）使用盐桥改变单位时间离子迁移量使得V、Ⅵ速率不可比(或存在Mg置换滤液中的副反应，使得V、Ⅵ速率不可比) 真题·实战演练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B A B D D C C B C - - 10.【答案】(1) 正四面体形 (2) 使硫酸铅转化为氢氧化铅，便于后续的溶解 H2O2的作用为还原剂，K2S2O8的作用为氧化剂 (3)ab 11.【答案】（6）B （7）2NO+10e-+12H+=N2+6H2O （8）O2浓度升高，能让更多的有机物与O2形成原电池，有利于有机物的去除。但O2可能会优先于NO得电子，不利于NO的去除 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $